Page 108 - 《应用声学》2021年第3期

426 2021 年 5 月

1.0 1.0
0.8 0.8
ஐਖएૉ஝ 0.6 ஐਖएૉ஝ 0.6

0.4
0.4
0.2 0.2
0 0
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ
(a1) ʷ᫽ஐਖएૉ஝ (b1) ʷ᫽ஐਖएૉ஝

1.0 1.0
0.8 0.8
ஐਖएૉ஝ 0.6 ஐਖएૉ஝ 0.6

0.4
0.4
0.2 0.2
0 0
78 17 67 37 68 78 67 68 47 27
ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ
(a2) ̄᫽ஐਖएૉ஝ (b2) ̄᫽ஐਖएૉ஝
1.0 1.0
0.8 0.8
ஐਖएૉ஝ 0.6 ஐਖएૉ஝ 0.6

0.4
0.4
0.2 0.2
0 0
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ ˀᆸࠀԠ஝ऀՂ
(a3) ঴ஐਖएૉ஝ (b3) ঴ஐਖएૉ஝
(a) ܦູͯ̆ພᡤࡏЯ (b) ܦູͯ̆ພᡤࡏ̿ʾ

图 4 不同声源位置在 100 km 距离上接收点处一阶、二阶及总敏感度指数
Fig. 4 The sensitivity indexes of different sound source depth at 100 km receiving distance

当传播距离大于 20 km 时，两种收发情况下声 根据上述计算分析结果，选择下发下收的情况
场分布对环境参数的敏感度呈现一定的差异：对于 研究不确定环境参数对不同频率声源声场分布的
温跃层内的声源，声源深度的敏感度指数随着传播 影响。从图 6 可以看到，当声源位于温跃层以下时，
距离增加逐渐增大，并且在 60 km 以后稳定在 0.25 声源深度对声场分布的影响随着频率的升高不断
左右，沉积层声速的敏感度指数总体保持在 0.7 以 增加，与之相反的是沉积层声速敏感度指数逐渐降
上。这是由于跃层中声速的负梯度使得声线向海底 低。在较低频段内 (0 ∼ 1700 Hz)，声源深度的敏感
传播，进而增加了与海底的相互作用次数，本文并未 度指数在 0.8 以上，其他参数敏感度指数在绝大多
考虑海面粗糙度以及波浪等海表面不确定性参数 数频率下均保持在0.2以下。
对声传播的影响，因此海底环境参数对声场影响最 2.4 环境参数敏感度差异解释
大，其中海底沉积层声速的影响最大。其他环境参
海水中声信号经过远距离传输后的能量损失
数的影响非常小，基本可以忽略。当声源位于温跃
主要由声传播过程中波阵面的扩展带来的扩展衰
层以下时，各个环境参数中，沉积层声速的敏感度指
减、不均匀海水介质造成的吸收衰减以及海底海面
数基本保持在 0.85 以上，是声场不确定性分布的最
边界反射的损失组成。由于给定的信道环境未考虑
主要贡献参数，其他环境参数的敏感度指数都低于
海面的影响，而且通过敏感度指数的分析发现海底
0.1。因此对于 20 km 以后的声场分布，给定环境下
底质声学参数对声场分布影响较大，因此这里重点
仅需要重点考虑沉积层声速的影响。
从射线角度分析海底沉积层参数的影响。